説明

熱硬化性樹脂組成物並びにこれを用いたプリプレグ及び積層板

【課題】金属箔接着性、耐熱性、耐湿性、難燃性、金属付き耐熱性、比誘電率及び誘電正接の全てにおいてバランスのとれた熱硬化性樹脂組成物並びにこれを用いたプリプレグ及び積層板を提供する。
【解決手段】 (A)2置換ホスフィン酸の金属塩、(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、(C)6−置換グアナミン化合物又はジシアンジアミドおよび(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物並びにこれを用いたプリプレグ及び積層板である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属箔接着性、耐熱性、耐湿性、難燃性、金属付き耐熱性及び誘電特性(比誘電率、誘電正接)の全てにおいてバランスがとれ、また、毒性が低く安全性や作業環境に優れ、電子部品等に好適に用いられる熱硬化性樹脂組成物並びにこれを用いたプリプレグ及び積層板に関する。
【背景技術】
【0002】
熱硬化性樹脂は、その特有な架橋構造が高い耐熱性や寸法安定性を発現するため、電子部品等の高い信頼性を要求される分野において広く使われているが、特に銅張積層板や層間絶縁材料においては、近年の高密度化への要求から、微細配線形成のための高い銅箔接着性や、ドリル又は打ち抜きにより穴あけ等の加工をする際の加工性も必要とされる。
また、近年の環境問題から、鉛フリーはんだによる電子部品の搭載やハロゲンフリーによる難燃化が要求され、そのため従来のものよりも高い耐熱性及び難燃性が必要とされる。さらに、製品の安全性や作業環境の向上化のため、毒性の低い成分のみで構成され、毒性ガス等が発生しない熱硬化性樹脂組成物が望まれている。
【0003】
ビスマレイミド化合物は、誘電特性、難燃性、耐熱性に優れる熱硬化性樹脂用の硬化剤であるが、公知のビスマレイミド化合物はエポキシ樹脂との硬化反応性を有さないため、エポキシ硬化系の熱硬化性樹脂にそのまま使用した場合、耐熱性が不足する問題があった。すなわち、有機溶媒を使用せずに加熱混練によりビスマレイミド化合物とアミノフェノールの付加物を製造し使用する熱硬化性樹脂に関する事例(例えば、特許文献1、特許文献2参照)が開示されているが、ビスマレイミド化合物とアミノフェノールの付加物の収率が低く、これらを銅張積層板や層間絶縁材料として使用すると、耐熱性や加工性等が不足である。
【0004】
また、熱硬化性樹脂であるメラミン樹脂やグアナミン化合物は、接着性、難燃性及び耐熱性に優れているが、有機溶剤への溶解性が不足し、毒性の高いN,N−ジメチルホルムアミド等の窒素原子含有有機溶剤を多量に使用しないと熱硬化性樹脂組成物の作製が困難であったり、また保存安定性が不足する問題があった。また、これらの熱硬化性樹脂を使用した銅張積層板や層間絶縁材料は、電子部品等を製造する際、めっき液等の各種薬液を汚染する問題があった。
【0005】
これらの問題を解決するためのものとして、メラミン樹脂やグアナミン化合物を使用した熱硬化性樹脂に関する多くの事例が知られている(例えば、特許文献3〜7参照)。
しかしながら、これらはメラミン樹脂やグアナミン化合物をホルムアルデヒド等のアルデヒド類を用いて縮合させた熱硬化性樹脂であり、有機溶剤への溶解性は改良されているものの、熱分解温度が低く、毒性の分解ガスを発生するため作業環境を悪化させたり、近年要求される鉛フリーはんだへの耐熱性や銅付き耐熱性に不足する。また微細な加工処理・配線形成において、銅箔接着性や可とう性、靭性が不足し、回路パターンが断線や剥離を生じたり、ドリルや打ち抜きにより穴あけ等の加工をする際にクラックが発生する等の不具合が生じる。
また、メチロール化グアナミン樹脂に関する事例(例えば、特許文献8参照)が開示されているが、これらも上記と同様に耐熱性や接着性、加工性等の問題がある。
さらに、有機溶媒を使用せずに製造されるビスマレイミド化合物とアミノ安息香酸の付加物、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド縮合物等を使用する熱硬化性樹脂に関する事例(例えば、特許文献9参照)が開示されているが、熱分解温度が低く、近年要求される鉛フリーはんだへの耐熱性や銅付き耐熱性に不足する。
【0006】
また、非ハロゲン系の難燃剤として公知に使用されるリン含有化合物として、赤リン、トリフェニルホスフェート等の可溶性リン酸エステル化合物、リン含有エポキシ樹脂等の反応性リン含有化合物およびポリリン酸アンモニウム等が挙げられるが、これらを使用した熱硬化性樹脂は、著しく誘電特性(比誘電率、誘電正接)、耐熱性、耐湿性、耐電食性等が低下することが分かった。
【0007】
【特許文献1】特公昭63−34899号公報
【特許文献2】特開平6−32969号公報
【特許文献3】特公昭62−46584号公報
【特許文献4】特開平10−67942号公報
【特許文献5】特開2001−11672号公報
【特許文献6】特開平02−258820号公報
【特許文献7】特開平03−145476号公報
【特許文献8】特公昭62−61051号公報
【特許文献9】特公平6−8342号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、こうした現状に鑑み、金属箔接着性、耐熱性、耐湿性、難燃性、金属付き耐熱性、比誘電率及び誘電正接の全てにおいてバランスのとれた熱硬化性樹脂組成物並びにこれを用いたプリプレグ及び積層板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、2置換ホスフィン酸の金属塩、マレイミド化合物、6−置換グアナミン化合物又はジシアンジアミド、及びエポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物が上記目的に沿うものであり、積層板用熱硬化性樹脂組成物として有利に用いられることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【0010】
すなわち、本発明は、以下の熱硬化性樹脂組成物、プリプレグ及び積層板を提供するものである。
1.(A)2置換ホスフィン酸の金属塩、(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、(C)下記一般式(1)に示す6−置換グアナミン化合物又はジシアンジアミドおよび(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【0011】
【化1】

(式中、R1はフェニル基、メチル基、アリル基、ビニル基、ブチル基、メトキシ基又はベンジルオキシ基を示す)
【0012】
2.(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が、(b−1)1分子中に少なくとも2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物と、(b−2)下記一般式(2)に示す酸性置換基を有するアミン化合物を有機溶媒中で反応させて製造された酸性置換基と不飽和マレイミド基を有する化合物である上記1の熱硬化性樹脂組成物。
【0013】
【化2】

(式中、R2は各々独立に、水酸基、カルボキシ基およびスルホン酸基から選ばれる酸性置換基、R3は各々独立に、水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、xは1〜5の整数、yは0〜4の整数で、且つxとyの和は5である。)
【0014】
3.(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が、下記一般式(3)又は一般式(4)で示される化合物である上記2の熱硬化性樹脂組成物。
【化3】

(式中、R2、R3、x及びyは一般式(2)におけると同じものを示し、R4は各々独立に、水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示す。)
【0015】
【化4】

(式中、R2、R3、x及びyは一般式(2)におけると同じものを示し、R5及びR6は各々独立に水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、、Aはアルキレン基、アルキリデン基、エーテル基、スルフォニル基又は下記式(5)に示す基である。)
【0016】
【化5】

【0017】
4.上記1〜3のいずれかの熱硬化性樹脂組成物を、基材に含浸又は塗工した後、Bステージ化して得られたプリプレグ。
5.上記4のプリプレグを積層成形して得られた積層板。
6.プリプレグの少なくとも一方に金属箔を重ねた後、加熱加圧成形して得られた金属張積層板である上記5の積層板。
【発明の効果】
【0018】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、金属箔接着性、耐熱性、耐湿性、難燃性、金属付き耐熱性、比誘電率及び誘電正接の全てにおいてバランスがとれたものであり、また、毒性が低く安全性や作業環境にも優れるものである。
このため本発明により、該熱硬化性樹脂組成物を用いて、優れた性能を有するプリプレグや積層板などを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、(A)2置換ホスフィン酸の金属塩、(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、(C)一般式(1)に示す6−置換グアナミン化合物又はジシアンジアミド、および(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含有することを特徴とするものである。
先ず、(A)成分の2置換ホスフィン酸の金属塩は、下記の一般式(6)で表すことができる。
【0020】
【化6】

(式中、R7およびR8は、それぞれ独立して、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基;Mは、Li、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ge、Sn、Sb、Bi、Zn、Ti、Zr、Mn、FeおよびCeから選ばれる金属であり、rは、1〜9の整数である。)
このような2置換ホスフィン酸の金属塩は、特開2001−2686号に記載の方法により製造できる。また、商業的にドイツ・クラリアント社から入手できる。この2置換ホスフィン酸の金属塩を必須成分とすることにより、優れた難燃性、低誘電特性及び耐熱耐湿性を付与することができる。
一般式(6)の金属Mとしては、化合物中のリン含有量を多くできることや耐湿性の点からAl又はNaが好ましく、低誘電特性の点からAlが特に好ましい。
また、一般式(6)のR9およびR10としては、化合物中のリン含有量を多くできることから炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチル基、エチル基又はプロピル基が特に好ましい。
【0021】
(B)成分の分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物としては、1分子中に1個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物として、N−フェニルマレイミドおよびN−ヒドロキシフェニルマレイミドが挙げられるが、1分子中に2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が好ましい。
1分子中に2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物としては、例えば、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン、ポリ(マレイミドフェニル)メタン、ビス(4−マレイミドフェニル)エーテル、ビス(4−マレイミドフェニル)スルホン、3,3−ジメチル−5,5−ジエチル−4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、2,2−ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン等が挙げられ、これらの中で、反応率が高く、より高耐熱性化できるビス(4−マレイミドフェニル)メタン、m−フェニレンビスマレイミド及びビス(4−マレイミドフェニル)スルホンが好ましく、安価である点から、m−フェニレンビスマレイミド及びビス(4−マレイミドフェニル)メタンがより好ましく、溶剤への溶解性の点からビス(4−マレイミドフェニル)メタンが特に好ましい。
【0022】
更に、(B)成分としては、(b−1)上記の如き1分子中に少なくとも2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物と、(b−2)下記一般式(2)に示す酸性置換基を有するアミン化合物を有機溶媒中で反応させて製造された酸性置換基と不飽和マレイミド基を有する化合物が好適に用いられる。
【0023】
【化7】

(式中、R2は各々独立に、水酸基、カルボキシ基およびスルホン酸基から選ばれる酸性置換基、R3は各々独立に、水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、xは1〜5の整数、yは0〜4の整数で、且つxとyの和は5である。)
【0024】
(b−2)一般式(2)に示すアミン化合物としては、例えば、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、o−アミノフェノール、p−アミノ安息香酸、m−アミノ安息香酸、o−アミノ安息香酸、o−アミノベンゼンスルホン酸、m−アミノベンゼンスルホン酸、p−アミノベンゼンスルホン酸、3,5−ジヒドロキシアニリン、3,5−ジカルボキシアニリン等が挙げられ、これらの中で、溶解性や合成の収率の点からm−アミノフェノール、p−アミノフェノール、p−アミノ安息香酸、m−アミノ安息香酸及び3,5−ジヒドロキシアニリンが好ましく、耐熱性の点からo−アミノフェノール、m−アミノフェノール及びp−アミノフェノールがより好ましく、誘電特性の点からp−アミノフェノールが特に好ましい。
【0025】
(b−1)のマレイミド化合物と(b−2)のアミン化合物の使用量比は、(b−1)のマレイミド化合物のマレイミド基当量と(b−2)のアミン化合物の−NH2基換算の当量との当量比が次式:
1.0≦(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)≦10.0
に示す範囲であることが好ましく、該当量比が2.0〜10.0の範囲であることが更に好ましい。該当量比を上記範囲内とすることにより、溶剤への溶解性が不足したり、ゲル化を起こしたり、熱硬化性樹脂の耐熱性が低下することがない。
【0026】
この反応で使用される有機溶媒は特に制限されないが、例えばエタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の窒素含有溶媒、ジメチルスルホキシド等の硫黄含有溶媒等が挙げられ、1種又は2種以上を混合して使用できる。
これらの有機溶媒の中で、溶解性の点からシクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びメチルセロソルブが好ましく、低毒性である点からシクロヘキサノン及びプロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましく、揮発性が高くプリプレグの製造時に残溶媒として残りにくいプロピレングリコールモノメチルエーテルが特に好ましい。
有機溶媒の使用量は、(b−1)のマレイミド化合物と(b−2)のアミン化合物の総和100質量部当たり、10〜1000質量部とすることが好ましく、100〜500質量部とすることがより好ましく、200〜500質量部とすることが特に好ましい。
有機溶媒の使用量を10質量部以上とすることにより溶解性が十分となり、1000質量部以下とすることにより、反応時間が長すぎることがなくなる。
【0027】
反応温度は50〜200℃であることが好ましく、100〜160℃であることがさらに好ましい。反応時間は0.1〜10時間であることが好ましく、1〜8時間であることがさらに好ましい。
この反応には、必要により任意に反応触媒を使用することができる。反応触媒は特に制限されないが、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、トリブチルアミン等のアミン類、メチルイミダゾール、フェニルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン等のリン系触媒等が挙げられ、1種又は2種以上を混合して使用できる。
【0028】
この反応により、例えば、(b−1)のマレイミド化合物としてビス(4−マレイミドフェニル)化合物を用い、(b−2)のアミン化合物と反応させることにより、下記一般式(3)又は一般式(4)に示す酸性置換基と不飽和マレイミド基を有する化合物が合成される。
【0029】
【化8】

(式中、R2、R3、x及びyは一般式(2)におけると同じものを示し、R4は各々独立に、水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示す。)
【0030】
【化9】

(式中、R2、R3、x及びyは一般式(2)におけると同じものを示し、R5及びR6は各々独立に水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、Aはアルキレン基、アルキリデン基、エーテル基、スルフォニル基又は下記式(5)に示す基である。)
【0031】
【化10】

【0032】
(C)成分は、下記の一般式(1)に示す6−置換グアナミン化合物又はジシアンジアミドである。一般式(1)に示す6−置換グアナミン化合物としては、例えばベンゾグアナミンと称される2,4−ジアミノ−6−フェニル−s−トリアジン、アセトグアナミンと称される2,4−ジアミノ−6−メチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジン等が挙げられ、これらの中で、反応率が高く、より高耐熱性化及び低誘電率化できるベンゾグアナミン及び2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジンがより好ましく、安価であることや溶媒への溶解性の点からベンゾグアナミンが特に好ましい。また、ワニスの保存安定性に優れ、高耐熱性化及び低誘電率化でき、安価である点からジシアンジアミドも特に好ましい。一般式(1)に示す6−置換グアナミン化合物及びジシアンジアミドを併用しても構わない。
【0033】
【化11】

(式中、R1はフェニル基、メチル基、アリル基、ビニル基、ブチル基、メトキシ基又はベンジルオキシ基を示す。)
【0034】
(D)成分は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば特に限定されず、例えば、ビスフェノールA系、ビスフェノールF系、ビフェニル系、ノボラック系、多官能フェノール系、ナフタレン系、脂環式系及びアルコール系等のグリシジルエーテル、グリシジルアミン系並びにグリシジルエステル系等が挙げられ、1種又は2種以上を混合して使用することができる。
これらの中で、誘電特性、耐熱性、耐湿性及び金属箔接着性の点からビスフェノールF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、誘電特性や高いガラス転移温度を有する点からジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂がより好ましく、耐湿耐熱性の点からフェノールノボラック型エポキシ樹脂及びジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が特に好ましい。
【0035】
本発明の熱硬化性樹脂組成物中の(A)成分の含有量は、固形分換算の (B)〜(D)成分の質量の総和100質量部に対し、1〜99質量部とすることが好ましく、5〜70質量部とすることがより好ましく、5〜50質量部とすることが特に好ましい。(A)成分の含有量を1質量部以上とすることにより、難燃性が向上し、また98質量部以下とすることにより、耐熱性や接着性が低下することがない。
本発明の熱硬化性樹脂組成物中の(B)〜(D)成分の含有量は、固形分換算の (B)〜(D)成分の質量の総和100質量部中の質量として、次のようにすることが好ましい。
(B)成分は1〜98.9質量部とすることが好ましく、20〜98.9質量部とすることがより好ましく、20〜90質量部とすることが特に好ましい。(B)成分の含有量を1質量部以上とすることにより、難燃性や接着性、誘電特性が向上し、また98.9質量以下とすることにより耐熱性が低下することがない。
(C)成分は0.1〜50質量部とすることが好ましく、0.5〜50質量部とすることがより好ましく、0.5〜30質量部とすることが特に好ましい。(C)成分の含有量を0.1質量部以上とすることにより、溶解性や誘電特性が向上し、また50質量部以下とすることにより、難燃性が低下することない。
(D)成分は1〜80質量部とすることが好ましく、10〜70質量部とすることがより好ましく、20〜60質量部とすることが特に好ましい。(D)成分の含有量を1 質量部以上とすることにより、耐熱性や難燃性、またプリプレグとして使用する際に成形性が向上し 、また80質量部以下とすることにより、誘電特性が低下することない。
【0036】
本発明の熱硬化性樹脂組成物には、(E)成分として、エポキシ樹脂の硬化剤や硬化促進剤を併用してもよい。エポキシ樹脂の硬化剤の例としては、無水マレイン酸、無水マレイン酸共重合体等の酸無水物、ジアミノジフェニルメタン等のアミン化合物、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等のフェノール化合物等が挙げられる。また、エポキシ樹脂の硬化促進剤の例としては、イミダゾール類及びその誘導体、第三級アミン類及び第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの中で、耐熱性が良好となる無水マレイン酸共重合体が好ましく、低誘電率化できることからスチレンやエチレン、プロピレン、イソブチレン等の炭素原子及び水素原子から構成される重合性モノマーと無水マレイン酸の共重合樹脂がより好ましく、溶剤への溶解性や配合される樹脂との相溶性の点から、スチレンと無水マレイン酸、又はイソブチレンと無水マレイン酸の共重合樹脂が特に好ましい。
(E)成分の含有量は、固形分換算の (B)〜(D) 成分の質量の総和100質量部に対し、0〜50質量部とすることが好ましく、5〜40質量部とすることがより好ましく、5〜30質量部とすることが特に好ましい。(E)成分の含有量を50質量部以下とすることにより、成形性や接着性、難燃性が低下することがない。
【0037】
本発明の熱硬化性樹脂には、(F)成分として、任意に無機充填剤を含有させることができる。無機充填剤の例としては、シリカ、マイカ、タルク、ガラスの短繊維又は微粉末及び中空ガラス、三酸化アンチモン、炭酸カルシウム、石英粉末、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられ、これらの中で誘電特性、耐熱性、難燃性の点からシリカ、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムが好ましく、安価であることからシリカ及び水酸化アルミニウムがより好ましい。
(F)成分の含有量は、固形分換算の (B)〜(D) 成分の質量の総和100質量部に対し、0〜300質量部とすることが好ましく、20〜200質量部とすることがより好ましく、20〜150質量部とすることが特に好ましい。(F)成分の含有量を300質量部以下とすることにより、成形性や接着性が低下することがない。
【0038】
さらに、本発明の熱硬化性樹脂組成物には、樹脂組成物として熱硬化性の性質を損なわない程度に、任意に公知の熱可塑性樹脂、エラストマー、難燃剤、有機充填剤等を含有させることができる。
熱可塑性樹脂の例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
【0039】
エラストマーの例としては、ポリブタジエン、ポリアクリロニトリル、エポキシ変性ポリブタジエン、無水マレイン酸変性ポリブタジエン、フェノール変性ポリブタジエン、カルボキシ変性ポリアクリロニトリル等が挙げられる。
【0040】
難燃剤の例としては、臭素や塩素を含有する含ハロゲン系難燃剤、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリスジクロロプロピルホスフェート、ホスファゼン、赤リン等のリン系難燃剤、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機物の難燃剤等が挙げられる。これらの難燃剤の中で、非ハロゲン系難燃剤であるリン系難燃剤、無機物の難燃剤等が環境上から好ましい。また、リン系難燃剤と水酸化アルミニウムなどの無機物の難燃剤を併用して用いることが、安価であり、難燃性、耐熱性等の他特性との両立の点から特に好ましい。
【0041】
有機充填剤の例としては、シリコーンパウダー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル等の有機物粉末などが挙げられる。
【0042】
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物において希釈溶剤として有機溶剤を任意に使用することができる。該有機溶剤は特に制限されないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、メチルセロソルブ等のアルコール系溶剤、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶剤、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族系溶剤等が挙げられ、1種又は2種以上を混合して使用できる。
【0043】
更にまた、該熱硬化性樹脂組成物に対して任意に紫外線吸収剤、酸化防止剤、光重合開始剤、蛍光増白剤及び密着性向上剤等を含有させることも可能であり、特に制限されないが、例えば、ベンゾトリアゾール系等の紫外線吸収剤、ヒンダードフェノール系やスチレン化フェノール等の酸化防止剤、ベンゾフェノン類、ベンジルケタール類、チオキサントン系等の光重合開始剤、スチルベン誘導体等の蛍光増白剤、尿素シランなどの尿素化合物、シランカップリング剤等の密着性向上剤等が挙げられる。
【0044】
本発明のプリプレグは、本発明の熱硬化性樹脂組成物を、基材に含浸又は塗工した後、Bステージ化してなるものである。すなわち、本発明の熱硬化性樹脂組成物を、基材に含浸又は塗工した後、加熱等により半硬化(Bステージ化)させて本発明のプリプレグを製造する。以下、本発明のプリプレグについて詳述する。
【0045】
本発明のプリプレグに用いられる基材には、各種の電気絶縁材料用積層板に用いられている周知のものが使用できる。その材質の例としては、Eガラス、Dガラス、Sガラス及びQガラス等の無機物の繊維、ポリイミド、ポリエステル及びポリテトラフルオロエチレン等の有機物の繊維並びにそれらの混合物等が挙げられる。これらの基材は、例えば、織布、不織布、ロービンク、チョップドストランドマット及びサーフェシングマット等の形状を有するが、材質及び形状は、目的とする成形物の用途や性能により選択され、必要により、単独又は2種類以上の材質及び形状を組み合わせることができる。
基材の厚さは、特に制限されないが、例えば、約0.03〜0.5mmのものを使用することができ、シランカップリング剤等で表面処理したもの又は機械的に開繊処理を施したものが、耐熱性や耐湿性、加工性の面から好適である。該基材に対する樹脂組成物の付着量が、乾燥後のプリプレグの樹脂含有率で、20〜90質量%となるように、基材に含浸又は塗工した後、通常、100〜200℃の温度で1〜30分加熱乾燥し、半硬化(Bステージ化)させて、本発明のプリプレグを得ることができる。
【0046】
本発明の積層板は、本発明のプリプレグを積層成形して得られるものである。すなわち、本発明のプリプレグを、例えば、1〜20枚重ね、その片面又は両面に銅及びアルミニウム等の金属箔を配置した構成で積層成形したものである。成形条件は、例えば、電気絶縁材料用積層板及び多層板の手法が適用でき、例えば多段プレス、多段真空プレス、連続成形、オートクレーブ成形機等を使用し、温度100〜250℃、圧力0.2〜10MPa、加熱時間0.1〜5時間の範囲で成形することができる。また、本発明のプリプレグと内層用配線板とを組合せ、積層成形して、多層板を製造することもできる。
【実施例】
【0047】
次に、下記の実施例により本発明を更に詳しく説明するが、これらの実施例は本発明を制限するものではない。
なお、以下の実施例で得られた銅張積層板は、以下の方法で性能を測定・評価した。
【0048】
(1)銅箔接着性(銅箔ピール強度)の評価
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより、1cm幅の帯部分を残して銅箔を取り除いた評価基板を作製し、オートグラフ〔島津製作所(株)製AG−100C〕を用いて帯部分のピール強度を測定した。
(2)ガラス転移温度(Tg)の測定
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた5mm角の評価基板を作製し、TMA試験装置〔デュポン(株)製TMA2940〕を用い、評価基板の熱膨張特性を観察することにより評価した。
【0049】
(3)はんだ耐熱性の評価
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた5cm角の評価基板を作製し、プレッシャー・クッカー試験装置〔平山製作所(株)製〕を用いて、121℃、0.2MPaの条件に4時間放置し、次いで温度288℃のはんだ浴に20秒間浸漬した後、評価基板の外観を観察することによりはんだ耐熱性を評価した。
(4)銅付き耐熱性(T−288)の評価
銅張積層板から5mm角の評価基板を作製し、TMA試験装置〔デュポン(株)製TMA2940〕を用い、288℃で評価基板の膨れが発生するまでの時間を測定することにより評価した。
【0050】
(5)吸湿性(吸水率)の評価
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた評価基板を作製し、プレッシャー・クッカー試験装置〔平山製作所(株)製〕を用いて、121℃、0.2MPaの条件に4時間放置した後、評価基板の吸水率を測定した。
(6)難燃性の評価
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた評価基板から、長さ127mm、幅12.7mmに切り出した評価基板を作製し、UL94の試験法(V法)に準じて評価した。
(7)比誘電率及び誘電正接の測定
得られた銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた評価基板を作製し、比誘電率測定装置(Hewllet・Packerd社製、HP4291B)を用いて、周波数1GHzでの比誘電率及び誘電正接を測定した。
【0051】
製造例1:マレイミド化合物(B−1)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン:358.0g、m−アミノフェノール:54.5g及びプロピレングリコールモノメチルエーテル:412.5gを入れ〔(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)=4.0〕、還流させながら5時間反応させてマレイミド化合物(B−1)の溶液を得た。
【0052】
製造例2:マレイミド化合物(B−2)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン:358.0g、p−アミノフェノール:54.5g及びプロピレングリコールモノメチルエーテル:412.5gを入れ〔(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)=4.0〕、還流させながら5時間反応させてマレイミド化合物(B−2)の溶液を得た。
【0053】
製造例3:マレイミド化合物(B−3)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン:358.0g、p−アミノ安息香酸:27.4g及びN,N−ジメチルアセトアミド:385.4gを入れ〔(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)=10.0〕、140℃で5時間反応させてマレイミド化合物(B−3)の溶液を得た。
【0054】
製造例4:マレイミド化合物(B−4)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積1リットルの反応容器に、m−フェニレンビスマレイミド:268.0g、m−アミノフェノール:109.0g及びN,N−ジメチルアセトアミド:377.0gを入れ〔(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)=2.0〕、140℃で5時間反応させてマレイミド化合物(B−4)の溶液を得た。
【0055】
製造例5:マレイミド化合物(B−5)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、3,3-ジメチル−5,5-ジエチル−4,4-ジフェニルメタンビスマレイミド:442.0g、p−アミノフェノール:54.5g及びプロピレングリコールモノメチルエーテル:496.5gを入れ〔(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)=4.0〕、還流させながら5時間反応させてマレイミド化合物(B−5)の溶液を得た。
【0056】
製造例6:マレイミド化合物(B−6)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、3,3-ジメチル−5,5-ジエチル−4,4-ジフェニルメタンビスマレイミド:442.0g、o−アミノフェノール:54.5g及びプロピレングリコールモノメチルエーテル:496.5gを入れ〔(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)=4.0〕、還流させながら5時間反応させてマレイミド化合物(B−6)の溶液を得た。
【0057】
製造例7:マレイミド化合物(B−7)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、ビス(4−マレイミドフェニル)スルフォン:408.0g、p−アミノフェノール:54.5g及びN,N−ジメチルアセトアミド:462.5gを入れ〔(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)=4.0〕、100℃で2時間反応させてマレイミド化合物(B−7)の溶液を得た。
【0058】
製造例8:マレイミド化合物(B−8)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、ビス(4−マレイミドフェニル)エーテル:360.0g、p−アミノフェノール:54.5g及びN,N−ジメチルアセトアミド:414.5gを入れ〔(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)=4.0〕、100℃で2時間反応させてマレイミド化合物(B−8)の溶液を得た。
【0059】
製造例9:マレイミド化合物(B−9)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、2,2'-ビス〔4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン:570.0g、p−アミノフェノール:54.5g及びプロピレングリコールモノメチルエーテル:624.5gを入れ〔(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)=4.0〕、120℃で2時間反応させてマレイミド化合物(B−9)の溶液を得た。
【0060】
製造例10:マレイミド化合物(B−10)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド:282.0g、p−アミノフェノール:54.5g及びN,N−ジメチルアセトアミド:336.5gを入れ〔(マレイミド基当量)/(−NH2基換算の当量)=4.0〕、120℃で2時間反応させてマレイミド化合物(B−10)の溶液を得た。
【0061】
実施例1〜20、比較例1〜8
(A)成分の2置換ホスフィン酸の金属塩として、メチルエチルホスフィン酸のアルミニウム塩〔クラリアント(株)製〕又はジエチルホスフィン酸のアルミニウム塩〔クラリアント(株)製〕、(B)成分のマレイミド化合物として、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン〔大和化成工業(株)製〕、2,2'−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン〔大和化成工業(株)製〕又は製造例1〜10で得られたマレイミド化合物(B−1〜10)、(C)成分の6−置換グアナミン化合物として、ベンゾグアナミン〔日本触媒(株)製〕、アセトグアナミン、2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジン又はジシアンジアミド〔関東化学(株)製〕、(D)成分のエポキシ樹脂として、フェノールノボラック型エポキシ樹脂〔D−1:大日本インキ化学工業(株)製、商品名:エピクロンN−770〕又はジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂〔D−2:大日本インキ化学工業(株)製、商品名:HP−7200H〕、(E)成分のエポキシ樹脂硬化剤としてスチレンと無水マレイン酸の共重合樹脂〔E−1:サートマー(株)製、商品名:SMA−EF−40〕又はイソブチレンと無水マレイン酸の共重合樹脂〔E−2:クラレ(株)製、商品名:イソバン♯600〕、(F)成分の無機充填剤として破砕シリカ〔F−1:福島窯業(株)製、商品名:F05−30、平均粒径10μm〕又は水酸化アルミニウム〔F−2:昭和電工(株)製、商品名:HD−360、平均粒径3μm〕、また、希釈溶剤にメチルエチルケトンを使用して第1表〜第4に示す配合割合(質量部)で混合して樹脂分65質量%の均一なワニスを得た。
なお、比較例4〜6では、(A)成分の2置換ホスフィン酸の金属塩に代えて、赤リン〔日本化学工業社製、商品名:ヒシガードTP−10F〕、トリフェニルホスフェート〔関東化学(株)製〕又はリン酸エステル〔大八化学社製、商品名:PX−200〕を使用した。
次に、上記ワニスを厚さ0.2mmのEガラスクロスに含浸塗工し、160℃で10分加熱乾燥して樹脂含有量55質量%のプリプレグを得た。
このプリプレグを4枚重ね、18μmの電解銅箔を上下に配置し、圧力2.45MPa、温度185℃で90分間プレスを行って、銅張積層板を得た。このようにして得られた銅張積層板を用いて、銅箔接着性(銅箔ピール強度)、ガラス転移温度、はんだ耐熱性、吸湿性(吸水率)、難燃性、比誘電率(1GHz)、誘電正接(1GHz)について前記の方法で測定・評価した。結果を第1表〜第4表に示す。
【0062】
【表1】

【0063】
【表2】

【0064】
【表3】

【0065】
【表4】

【0066】
第1表〜第3表から明らかなように、本発明の実施例では、銅箔接着性(銅箔ピール強度)、ガラス転移温度(Tg)、はんだ耐熱性(T-288)、吸湿性(吸水率)、難燃性、比誘電率(1GHz)及び誘電正接(1GHz)の全てにおいてバランスがとれている。
一方、第4表から明らかなように、本発明の比較例では、銅箔接着性、ガラス転移温度、はんだ耐熱性、吸湿性、難燃性、比誘電率及び誘電正接の全てにバランスがとれたものは無く、いずれかの特性に劣っている。
本発明の熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸、又は塗工して得たプリプレグ、及び該プリプレグを積層成形することにより製造した積層板は、銅箔接着性、ガラス転移温度、はんだ耐熱性、吸湿性、難燃性、比誘電率及び誘電正接の全てにおいてバランスがとれており、電子機器用プリント配線板として有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)2置換ホスフィン酸の金属塩、(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、(C)下記一般式(1)に示す6−置換グアナミン化合物又はジシアンジアミドおよび(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【化1】

(式中、R1はフェニル基、メチル基、アリル基、ビニル基、ブチル基、メトキシ基又はベンジルオキシ基を示す)
【請求項2】
(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が、(b−1)1分子中に少なくとも2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物と、(b−2)下記一般式(2)に示す酸性置換基を有するアミン化合物を有機溶媒中で反応させて製造された酸性置換基と不飽和マレイミド基を有する化合物である請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化2】

(式中、R2は各々独立に、水酸基、カルボキシ基およびスルホン酸基から選ばれる酸性置換基、R3は各々独立に、水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、xは1〜5の整数、yは0〜4の整数で、且つxとyの和は5である。)
【請求項3】
(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が、下記一般式(3)又は一般式(4)で示される化合物である請求項2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化3】

(式中、R2、R3、x及びyは一般式(2)におけると同じものを示し、R4は各々独立に、水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示す。)
【化4】

(式中、R2、R3、x及びyは一般式(2)におけると同じものを示し、R5及びR6は各々独立に水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、、Aはアルキレン基、アルキリデン基、エーテル基、スルフォニル基又は下記式(5)に示す基である。)
【化5】

【請求項4】
請求項1〜3のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物を、基材に含浸又は塗工した後、Bステージ化して得られたプリプレグ。
【請求項5】
請求項4に記載のプリプレグを積層成形して得られた積層板。
【請求項6】
プリプレグの少なくとも一方に金属箔を重ねた後、加熱加圧成形して得られた金属張積層板である請求項5に記載の積層板。

【公開番号】特開2009−155399(P2009−155399A)
【公開日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−332857(P2007−332857)
【出願日】平成19年12月25日(2007.12.25)
【出願人】(000004455)日立化成工業株式会社 (4,649)
【Fターム(参考)】